令(分别为\ rho _ {\ max})表示X_1和X_2之间可获得的相关关系的下限(分别为上限)。当X_1和X_2分别为反单调和共调时(请参见此处),将达到边界\ rho _ {\ min}和\ rho _ {\ max}。ρminρmaxX1X2ρminρmaxX1X2
下界
为了确定下界我们构造了一对反单调指数变量并计算它们的相关性。ρmin
这里提到的充要条件和概率积分变换提供了一种方便的方法来构造随机变量和,使其具有单调性。
回想一下,指数分布函数为,因此分位数函数为。X 2 ˚F (X )= 1 - EXP (- λ X )˚F - 1(q )= - λ - 1个日志(1 - q )X1X2
F(x)=1−exp(−λx)F−1(q)=−λ−1log(1−q)
假设是均匀分布的随机变量,则也均匀分布,并且随机变量
分别具有比率和的指数分布。此外,由于和且函数和分别增加和减少。1 - Ü X 1 = - λ - 1个 1日志(1 - Û ),U∼U(0,1)1−Uλ 1 λ 2 X 1 = H ^ 1(Û )X 2 = H ^ 2(Û )
X1=−λ−11log(1−U),and X2=−λ−12log(U)
λ1λ2X1=h1(U)X2=h2(U)ħ 2(X )= - λ - 1h1(x)=−λ−11log(1−x)h2(x)=−λ−11log(x)
现在,让我们计算和的相关性。根据指数分布的属性,我们有,,和。另外,我们有
其中X 2 E(X 1)= λ - 1 1 E(X 2)= λ - 1 2 v a r(X 1)= λ - 2 1 v a r(X 2)= λ - 2 2 E(X 1 X 2)X1X2Ë( X1个)= λ− 11个Ë( X2)= λ− 12v 一个[R ( X1个)= λ− 21个v 一个[R ( X2)= λ− 22˚Fù(Û)≡1
Ë( X1个X2)= λ− 11个λ− 12E {日志(1 − U)日志(U)}= λ− 11个λ− 12∫1个0日志(1 − u )日志(ü )˚Fü(û )ð ù= λ− 11个λ− 12∫1个0日志(1 − u )日志(û )ð ù= λ− 11个λ− 12( 2 - π26),
Fü(û )≡ 1是标准均匀分布的密度函数。对于最后的平等,我依靠
WolframAlpha。
因此,
请注意,下界不取决于速率和,并且即使两个边距相等(即,当),相关也永远不会达到。
ρ分= c ^ ø - [R [R( X1个,X2)= λ− 11个λ− 12( 2 - π2/ 6)- λ− 11个λ− 12λ− 21个λ− 22------√= 1 - π2/ 6≈-0.645。
λ1个λ2− 1λ1个= λ2
上限
要确定的上限,我们采用类似的方法,即一对共调性指数变量。现在,让和,其中
和,它们都是递增函数。因此,这些随机变量是单调的,并且都以速率和呈指数分布。ρ最大值X1个= 克1个(U)X2= 克2(U)G1个(X )= - λ− 11个日志(1 − x )G2(X )= - λ− 12日志(1 − x )λ1λ2
我们有
从而
与下限类似,上限不取决于速率和。
E(X1X2)=λ−11λ−12E{log(1−U)log(1−U)}=λ−11λ−12∫10{log(1−u)}2du=2λ−11λ−12,
ρmax=corr(X1,X2)=2λ−11λ−12−λ−11λ−12λ−21λ−22−−−−−−√=1.
λ1λ2